【科技发明中能对人类影响极其深远的当属电力是其一，而电力应用中能对科技发展影响极其深远的，当属电动机。

电动机的逻辑很简单，机械力能够转化为电力，那么电力也一定有办法可以转化为机械力。

其设计原理中很重要的一个点就是磁力。

无论是天然存在的磁铁，还是人为给铜线圈通电生成的人造磁铁，它们的磁力都应对了一个基本现象，那就是同极相斥、异极相吸。

虽然磁铁的两极都符合同极相斥、异极相吸，但还是有必要根据磁场的方向给磁铁确定两极的名称，也便于后续理解。

先以天然磁铁为例，因为地球本身就是一个大磁体，所以用一根细线悬挂磁铁的中心，使磁铁能够自由转动。

那么当磁铁静止时，磁铁一端指向地球北极的就是北磁极，指向地球南极的一端就是南磁极。

又因为英文南极北极的开头字母大写分别是s和n，所以也可以用n极和s极来简称磁铁的两个磁极。

而以铜线圈通电产生磁场的人造磁铁就不那么方便用这个方法了。

但是根据电流激发磁场的磁极方向是固定的。

于是用右手握住螺线管，让弯曲的四指所指的方向跟电流的方向一致，那么大拇指所指的那端就是通电螺线管的n极，相应的另一端就是s极。

当通入电磁线圈的电流方向改变时，磁极自然也会随之改变。

那么再根据同级相斥、异极相吸，如将磁铁打造成一个长条状，再给磁铁中心穿入一根轴，使磁铁可以受摩擦力较小地旋转。

那么当另外一根磁铁的n极与穿在轴上的磁铁n极靠近时，那么轴上的磁铁就会因磁场排斥旋转半圈。

直到轴上的磁铁旋转半圈到s极与另一个磁铁n极形成异极相吸时，轴上磁铁停止旋转。

这时再调转一个磁铁的方向，轴上的磁铁又会因为同极相斥而旋转。

但是用人力去频繁调转磁铁方向显然无法实现有效对外输出动力。

于是换一个思路，通过改变电流方向去改变人造磁铁的磁极，而另一个永磁体固定不动。

如此就能通过频繁改变电流方向去使轴上的磁铁也能实现旋转。

那么现在的问题就在于如何频繁改变电流方向。

这里面就要用到一个专门的结构组件，换向器。

它并非靠复杂的电路实现电流方向改变，而是用它特殊的结构。

为了方便理解，将固定在有轴人造磁体旁边的永磁体，改换为两侧磁极相对的弯曲磁体。

中间的有轴人造磁体也换成形状更靠近两侧弯曲永磁体的金属回路，也叫电枢。

金属回路通电也有磁场，原理跟电磁线圈是一样的，不过因为中间间隔较大且单一匝数的金属回路通电磁力较弱，但增加匝数和输入电流后磁力也不弱于电磁线圈。

给金属回路通电后，金属回路也会旋转至与两次弯曲永磁体异性相吸的位置。

再给这样的金属回路电枢增加一个换向器与之焊接相连。

换向器由两个换向片组成，也就是弧形的铜片，两块铜片有对称的缝隙。

换向器与电枢相连，随电枢旋转一起旋转。

再给与换向器接触的两侧原本固定的通电电线，换成由具有导电性的石墨，石墨内部有弹簧顶着。

可以保证石墨与换向器接触通电，换向器旋转至缝隙时，石墨也能因弹簧顶着而与换向片保持滑动接触。

这种结构被称之为电刷。

此时开启电源，电流经电刷流入换向片，再经换向片流入电枢至另一侧换向片，再流过另一侧电刷之电源形成回路。

电枢得到电流后生成磁场开始在同极相斥下旋转半圈，这时的换向器也随之旋转半圈，转到两块换向片对称缝隙处，此时的电刷与原本滑动接触的换向片因缝隙而脱离接触。

脱离的同时电刷也与另一半换向片接触，也正是这个时候电流方向发生改变。

要注意的是电刷输入电流的方向是固定的，但是在换向片与电刷因缝隙脱离接触时，电枢已经旋转到与弯曲永磁体接近异极相吸的位置。

电刷与换向片脱离接触，与另一个换向片接触时重新产生了电流，而这时的电枢又变成了与弯曲永磁体同级相斥的磁极。

因而可以继续旋转下去，从而带动换向片与电刷不断接触脱离再接触。

这就是电动机运转的最基本原理。

为了增加效率，可以在原